Обводы "Шарпи" с чертежа к модели., Постройка модели яхты с "нуля". Опции

[Soling]

В одной теме предлагается решение по переносу печатного чертежа в 3D модель. Сборка модели по полученным разверткам. Сборка по популярной у самодельщиков яхтостроителей технологии "сшей и склей".
Первая проблема - есть чертеж, но нужна 3D модель для дальнейшей работы. По такой модели работать значительно проще, так как под рукой все размеры. Можно так же проработать проблемные узлы не расходуя материала. Сделать необходимые рассчеты и, при желании, просчитать гидростатику.
Прототипом взял "Звездник". Лодка известная своей энерго вооруженностью. Да и обводы вполне симпатичные.
Первое действие: обрисовка исходника.



На картинке обрисовка уже выровнена по горизонтали. На данном этапе совершенно не важен масштаб изображения положенного как фоновая картинка. Важно не забыть того, что потом понадобится для работы. На чертеже нет линии скулы. Ее придеться взять с сечений, построив по точкам смещения ее от линии борта.
Перед следующей опреацией нужно тщательно проверить - все ли прорисовано. Добавлять забытое будет морочно.
Убираем фоновую картинку и масштабируем построенное. Масштабируем, естественно как 2D, по двум осям.



Теперь у нас есть материал для работы над 3D моделью.
Разворачиваем виды с верху и с боку перпендикулярно друг другу и распологаем так. что бы было удобно работать. Естественно, они должнф быть согласованны друг с другом. Начальные и конечные точки обводов должны совпадать.



Дальше - вкусное. Выбираем на проекции с боку линию скулы и вытягиваем из нее поверхность.
То же с линией скулы на проекции с верху. Строим функцией "Пересечение поверхностей" линию их пересечения и удаляем поверхности.





Получаем семейство линий в 3D виде.






Применив метод протягивания исходной по двум направляющим, строим модель.


Теперь можно получать с нее любые нужные размеры. Например расстояния между шпангоутами.


В следующей части повести - от 3D к материалу.


Все чертежи: http://www.a123systems.ru/index.php?showtopic=306

Сообщение отредактировал Soling - 16 Mar 2011, 13:22

[Soling]

Делаем развертки поверхностей борта и сечения конструктивных шпангоутов.
Здесь надо продумать технологию дальнейшей работы. В частности - расположение листов обшивки. Она, как известно, имеет толщину. В моем случае - 2мм. Стало быть надо сделать развертки реальных деталей, с учетом этой толщины. Продумать это стоит внимательно и со вкусом, что бы не пришлось потом подгонять или подклеивать кусочки.
Получив развртки разбивам их для печати.



Прямоугольники разбивки должны быть меньше поля листа бумаи. Иначе не реально склеить потом части.

Выводим шпангоуты.



Для работы с корпусом есть все исходные.
Для корпуса выбраны следующие отправные: минимальный вес. Жесткость. Простота сборки.
Исходя из весовых требований, материалом для постройки будет бальза. Но, все написанное годится и для фанеры.
Обводы типа "Шарпи" изначально имеют высокую конструктивную жесткоть. По этому от продольного набора можно смело отказаться. Двух миллиметровая бальза вплне обеспечит нужные механические свойства обшивки.

Начинаем со сборки шаблонов.


Все понятно. Совмещаем при склейке литы по тем самым прямоугольникам, что добавили при печати.
Клей - резиновый или "Момент". Они не усаживаются и не коробят бумагу.

Собранные и обрезанные шаблоны крепим на лист бальзы и обрезаем ножом. Резать сразу насквозь - не стоит. Лучше делать неглубокий надрез, хорошо различимый на бальзе. Затем, сняв шаблон, дорезать. Так же не сильно давя, за несколько проходов. При попытке прорезать сразу всю толщину, почти наверняка нож уйдет в сторону.




В результате работы и традиционной "доработки напильником", получам заготовки. Чем точнее и аккуратнее велась работа, тем меньше головной боли последует при сборке.



Одинаковые детали удобнее обрезать по готовым. Хорошо потом сложить их вместе и подровнять наждачкой.

Теперь - "сшей и склей". Для этой технологии не нужен стапель. В большом лодкостронии смежные детали сшивают роволокой. Для модели достаточно скоча.
Крепим им днище и борт около кормы. Лучше взять широкий скочь. Он лучше держит.
Положив днище на стол прижимаем к нему борт к уормы и проклеиваем циакрином. Тут от него никуда не деться. Затем, постепено перемещаясь вдоль борта приклеиваем участками всю деталь.




За тем по той же методе склеиваем половинки шкурки по килю.
Получаем шкурку.



При склейке половинок я намерянно не снимал малки с линии киля. Теперь там паз в который, после разделки напильником, будет вклеена бамбуковая реечка. Она будет работать как протектор.



Ну во, после вторичной, чистовой, проклейки шкурка готова.
Дальше - поперечный набор, палуба, оснастка.
Особых хитростей там нет, так что не знаю, стоит ли описывать?

Сообщение отредактировал Soling - 22 Jun 2009, 20:15

[Игорь]

Стоит.Очень интересно.

[Soling]

Установка бимсов. Размеры беруться с чертежа. При их установке шкурка раздвигается и уплощается. При этом форма корпуса сама приходит к нужной. Система обшивка - набор силовая и с напряжением.
Отсюда повышенная жесткость конструкции. Честно говоря, с большим запасом. Но, задаваясь малым весом, совсем не стремился к фанатично - рекордным показателям. Лодка строиться не для одного прохода дистанции. Так что запас не лишним будет.
По сути всю эту конструкцию, как есть можно повторить из потолочки. Фактически, ни в технологии ни в самой конструкции ничего не меняется. Вес, естественно будет меньше, но и прочность - тоже.



На втором фото корпус практически готов к лакировке и установке палубы.
Для полной готовности осталось определиться с механикой. Поставить фундаменты лебедок и гельмпорт. А главное - надежное крепление фальшкиля. Но, пока со всем этим не определено, можно пролачить то, что есть.
По материалам: Бимсы работают на сжатие, как им и положено. по этому склеены из плотной бальзы.
Подшки погонов из "легкой" фанеры. Такую можно купить. Или просто найти ящики от импортных фруктов.
Центральная часть кильбалки - та же фанера. Жестко и надежно связана с фанерными же флорами. Эта конструкция передает нагрузки от балласта и фальшкиля на корпус и должна быть надежно связана. Ставить кильбалку можно только после установки бимсов. Иначе она не даст шкурке развернуться как надо.


Видимая "граненость" бортов в районе кокпита и кормы убирается при установке палубы. Так что пока на нее нестоит обращать внимания.

Хочу обратить внимание вот на что: после установки палубы некоторые участки станут недоступны для работы. Или придеться ставить лючки для доступа к механике. Такой лючек, например будет за кормовой переборкой кокпита. Там нужен доступ к механике руля. Возможно придется сделать его и в носовой части. Там будут стоять ролики поводков шкотов. ( Пока не решил, делать раздельное управление на стаксель и грот или совместить его.). В связи с этим нужно поставить сейчас все необходимые детали и пролачить все участки внутреннего пространства. Потом это сделать будет проблематично.

[GOLF_stream]

всё хорошо. Я бы только пустил рейку вдоль кромки борта (ширстрек) с внутренней стороны борта - она добавит жёсткости, обеспечит гладкий изгиб борта и облегчит процесс приклейки палубы.

[Soling]

всё хорошо. Я бы только пустил рейку вдоль кромки борта (ширстрек) с внутренней стороны борта - она добавит жёсткости, обеспечит гладкий изгиб борта и облегчит процесс приклейки палубы.

Согласен. Только это надо делать по хитрому. Положенный сейчас он будет или излишне массивным, или не даст результата. Лучше поставить временные распорки в нужных местах. Разметить палубу и на нее приклеить будущий ширстрек. С отступом на обшивку, конечно. Потом все это поставить на клей.
Собственно он нужен только для увличения поверхности склеивания. Что тоже не мало для прочности.
Нагрузку же возьмет на себя палуба. Про нее чуть позже. Там не все традиционно.

[Soling]

Лакировка внутренних поверхностей.
Именно внутренних. До наружных пока не доросли.



Первый слой очень жидким лаком. Это грунт и заполнитель пор и мелких щелей.
Остальные 3 слоя обычным лаком. Каждый слой должен просохнуть до состояния, когда кисть его не снимает. Но не до полного высыхания. Дело в том, что пршкуривать поверхности нет возможности. А с полностью высохшим лаком следующий слой схватиться плохо.
Это относится к полиуретановым и эпоксидным лакам. Нитро ляжет прекрасно но... я бы не советовал им пользоваться. Он сильно усаживается и конструкцию может повести.
Особо хочу обратить внимание на то, что пролачивать надо тщатльно. И не забывать про "потолочные" поверхности. Воды в чистом виде там может и не оказаться потом. Но пить ее из воздуха они будут исправно.
Участки которые будут клеиться к палубе лакировать не надо. Сцепление с деревом значительно надежне. На фото видно, что подушки погонов не пролачены с верхней стороны. ТОЛЬКО С ВЕРХНЕЙ.
Те места под склейку, куда лак попал будут прошкурены после его высыхания.

[Soling]

Фальшкиль.
Тут пришлось решить несколько проблем.
Первое волевое решение - он будет не съемным. Не слишком удобно при перевозке. Зато проще и надежнее конструкция.
Материал.
Бальза в чистом виде отпала сразу. Фанера тоже. Деталь ответственная. Кроме того, выбранный прототип, хоть и не стоит задача полной копии, накладывает ограничения по толщине. У звездника пластина толщиной 28мм. Так что придеться делать как можно тоньше. Но нагрузка на нее приличная.
На волне бульба будет гнуть ее не слабо.
В итоге раздумий и копания в залежах выбрал ненужную плату из стекло текстолита. Нагрузки выдержит с лихвой. Обрабатывать не сложно. Воды не боится в принципе.
Наличие медных дорожек решается шлиф машинкой. Отверстия легко зашпаклевываются. Тем более, что из придеться еще сверлить при установке.
Переводим контуры шаблона.



Режем и доводим до ума.



Припуск по верху не от лени. Этот гребень войдет в паз на днище корпуса и обложится брусками крепления.

По скольку лак на корпусе еще не высох, ему надо сутки для полного высыхания, откладываем детать в сторонку.

[Soling]

Операция монтажа фальшкиля.
Нужна аккуратность и точность. Дело в том. что от нее зависит характер лодки.
Основные болевые точки: перекос по виду спереди - образует крен и все вытекающие последствия.
Перекос или изгиб по ДП. Лодка будет упорно уходить в одну сторону и понадобиться большая компенсация рулем. Однако, ее наверняка не хватит.
Делаем пропил паза. Прежде чем взять полотно в руки, тщательно проверяем место фальшкиля.
Его основная задача - формирование Центра Бокового Сопротивления. ЦБС.
Положение ЦБС прямо влияет на центровку лодки. В связи с этим стоит потратить время на его определение.
По скольку переместить фальшкиль потом не удасться, место искать нужно сейчас.
Итак:
Центровка яхты заключается во взаимном расположении ЦБС и Центра Парусности. ( ЦП ).
ЦП вычисляется по чертежу вооружения. ЦБС, на стадии проектирования, вычисляется как центр площади проекций ВСЕХ участков корпуса и ее деталей находящихся ниже ватерлинии на Диаметральную Плоскость.( ДП ).
Берем чертеж и оставляем только контуры нужных нам участков.





Смотрим расположение вертикалей от этих центров.
Фактически эти центры есть точки приложения моментов парусов и сопротивления корпуса. Следовательно по ним можно построить результирующую этих моментов и увидить, как лодка будет себя вести.
Возможны три случая расположения:
1. ЦП ближе к носу лодки чем ЦБС. На приведенном рисунке она как раз и присутствует.
Говорят - лодка с передней центровкой. На ходу момент между ЦП и ЦБС будет стремиться увалить лодку под ветер. Это значит, что без работы рулем она будет устойчиво разворачиваться кормой к втру.
2. ЦП совпадает с ЦБС. Нейтральная центровка. Лодка без рулевого будет сохранять направление движения.
3. ЦП дальше, чем ЦБС. Задняя центровка. Лодка будет приводиться к ветру.
В литературе есть разные мнения по поводу того, какая центровка предпочтительнее. По сути это субьективно и индивидуально для рулевого. Важно другое. Для сохранения курса моменты уваливания и привдния нужно компенсировать рулем. Отклонение руля вызывает торможение. Что не есть хорошо.
Приемлимым считается отклонение компенсации в 5 градусов. Вот на эту величину и стоит ориентироваться. Практически разнос ЦП и ЦБС принимают не больше 10 - 14 % от длинны по КВЛ.
Опять же из практики... предпочтительнее задняя центровка. при ней в нештатной ситуации лодка приведеться до ливентика, ( Вмордувинда) и будет стоять в этом положении. При передней же центровке развернувшись под ветер она просто уйдет по довольно замысловатой траектории, которая будет зависить от вытравленности шкотов.

Теперь можно пилить.
Паз должен быть ровным и параллелным ДП. Фальшкиль должен вставляться плотно, но без большого усилия. Иначе можно развалить лодку.



Ставить фальшкиль.



Проклеивать весь узел крепления.



Внимание! На этой картинке видно место стыка фальшкиля и флора. Пилить паз под стык надо в фальшкиле!!! Ослаблять флор не стоит.
Проклеивать надо только надежно выверив и зафиксировав положение фальшкиля. Исправить ошибку потом будет очень сложно.

[Soling]

Палуба.
Вот и до нее добрался. Тут хитрости две:
1.Не забыть пролачить внутреннюю сторону перед установкой.
2. Ставить ее надо не так как просится - волокнами вдоль ДП, а как раз наоборот - поперёк.
Поставленные так листы бальзы будут работать на изгиб по погиби палубы и на сжатие от бортов.
В таком положении они будут хорошо держать форму.



Полностью пока не закрываю. Нужно еще с механикой разобраться. Но участки, которые не будут мешать, можно закрывать.

[saturn]

Разворачиваем виды с верху и с боку перпендикулярно друг другу и распологаем так. что бы было удобно работать. Естественно, они должнф быть согласованны друг с другом. Начальные и конечные точки обводов должны совпадать.

Этот момент можно подробнее описать?

[GOLF_stream]

я бы учитывал ещё и площадь надводного борта при определении положения ЦП

[Soling]

Этот момент можно подробнее описать?

Ну, если по простому, по русски, значит...
Виды после обрисовки лежат в одной плоскости и часто бывают не сильно согласованы друг с другом.
Сдвинуты, просто не в масштабе и т. п. Это беда печати и неточности обрисовки. Для нормальной работы надо согласовать все опорные точки:
Например - начало линии скулы на обоих видах.
Потом нужно повернуть один из видов на 90 градусов, что бы они встали в пространстве как им положено. Теперь можно строить пересечение их.

[Soling]

я бы учитывал ещё и площадь надводного борта при определении положения ЦП

Да, по хорошму - надо бы. И уж, если совсем правильно - надо строить не только на ровном киле, но и с разными кренами. На кренах ведь картина меняется.
Но... лень победила... каюсь.

[GOLF_stream]

на разных кренах-дифферентах и мне лень но на ровный киль добавить борт не сложно.

[Soling]

на разных кренах-дифферентах и мне лень но на ровный киль добавить борт не сложно.

Да. Согласен полностью. Хотя у Звездника борт и не сильно большой, влиять будет конечно. Исправляем.

[Soling]

По корпусу практически все.
Осталось только покаяться в том, что не написал раньше. На палубу укладывал бальзу 1 мм.
Из того, что потом укрою ее шпоновым настилом. Вес весом, но вид у модели, хоть какой то, быть дожен.

Делаю обвязку гельмпорта. Он из трубки телескопической антенны.



Оформляю носовой люк и полностью закрываю бальзой палубу.
Кладу "красивости и по корпусу остается покраска бортов и днища.



Можно переходить к бульбу и дельным вещам.

По изготовлению мачты - http://www.a123systems.ru/index.php?showtopic=208

Укладка палубы - http://www.a123systems.ru/index.php?showtopic=107

[Soling]

Немного упорядочил тему. То, что относится к работе с Rhino тут:
http://www.a123systems.ru/index.php?showtopic=268

[Soling]

К стати, об отделке. Попробовал применить для покрытия бортов и днища пленку "Оракал".
Результат очень не плохой. С феном удалось обтянуть лодку одним куском с разрезом только по фальшкилю. Не сразу, но удалось отформовать без складок даже форштевень. Так что получилось герметичное покрытие типа штампованного из пленки слоя. Очень рекомендую для применения в домашних работах. Запаха, естественно, никакого!
Только весит больше краски.

[RickHustle]

К стати, об отделке. Попробовал применить для покрытия бортов и днища пленку "Оракал".
Результат очень не плохой. С феном удалось обтянуть лодку одним куском с разрезом только по фальшкилю. Не сразу, но удалось отформовать без складок даже форштевень. Так что получилось герметичное покрытие типа штампованного из пленки слоя. Очень рекомендую для применения в домашних работах. Запаха, естественно, никакого!
Жена оценила технологию!

Только весит больше краски.

Чем покрывают или пропитывают корпус в настоящих яхтах из дерева? Идти по аналогичному пути было не целесообразно?